Ett nytt filtreringssystem som använder naturliga molekyler för att avlägsna hormonpåverkande kemikalier från avloppsvattnet har lyckats fånga upp 95 % av dessa ämnen innan vattnet går tillbaka till miljön.

Det är en del av en våg av forskning om nya sätt att skydda oss mot så kallade hormonstörande kemikalier, som också inkluderar att arbeta med olika typer av gödningsmedel och utbilda en ny generation forskare för att bättre identifiera hälsorisker.

Hormonstörande ämnen är kemikalier som kan störa kroppens hormonsystem och ge negativa effekter hos både människor och vilda djur. Vissa härrör från naturliga källor som växter, medan andra är kemikalier som syntetiseras för industri- eller hushållsprodukter, som bekämpningsmedel, flamskyddsmedel, eller läkemedel. Långtidsexponering har kopplats till medicinska tillstånd som cancer eller fosterskador.

Läkemedel som är utformade för att påverka hormonsystemet och sedan utsöndras från kroppen är ett exempel på hur hormonstörande ämnen kan komma ut i miljön, och arbete pågår nu för att minimera deras påverkan.

'När vi designar läkemedel, vi vill att de ska ha en långvarig effekt i kroppen, sa Martin Ryen, VD för svenska Pharem Biotech. 'Det gör det också mycket svårt att bryta ner dem i avloppsvatten.'

Som en del av det EU-finansierade DePharm-projektet, Pharem Biotech har designat ett nytt sätt att ta bort hormonstörande kemikalier i vattenreningsverk och har lyckats fånga över 95 % av dem som passerar genom ett avloppsreningsverk i Stockholm, Sverige.

Svampar och mikrober

Deras system går ut på att använda enzymer extraherade från svampar och mikrober för att reagera med hormonstörande ämnen som spolas ner i vattenledningarna, och dela dem i ofarliga bitar. Filtreringsenzymerna förblir nedsänkta och renar vattnet som rinner genom dem.

"Naturliga enzymer är väldigt bra på att bryta ner saker, sa Ryen. Och de gör det självständigt, i en cirkulär, katalytisk process. Enzymer tar inte slut. De förbrukar inte energi eller kräver nya råvaror.

På grund av detta, Ryen säger att den nya metoden kan halvera kostnaderna, öppna nya möjligheter för rening av avloppsvatten i industriell skala. Hittills, filtrering av hormonstörande kemikalier ur vattnet har involverat energislukande teknologier som förbrukar ozon eller aktivt kol medan de körs, vilket gör dessa tillvägagångssätt för dyra att använda i avloppsreningsskala.

Företaget planerar att lansera större demonstrationsprojekt, framför allt i Sverige, Nederländerna och Malaysia.

Än så länge, företaget har isolerat molekyler från svampar och mikrober som kan neutralisera sex varianter av hormonstörande ämnen, plus ytterligare 500 sorters besvärliga läkemedelsföreningar. I tid, Ryen säger att enzymerna kan användas på ett bredare utbud av hormonstörande kemikalier.

Ett annat tillvägagångssätt är att hitta substitutkemikalier som kan behålla fördelarna med nuvarande produkter samtidigt som de slipper eventuella möjligheter till hormonstörande biverkningar.

Som en del av det EU-finansierade projektet EUCLID, till exempel, forskare i Europa och Kina undersöker lönsamma sätt att odla grödor som tomater, bladgrönsaker och vindruvor utan att använda stora koncentrationer av bekämpningsmedel, som kan innehålla hormonstörande ämnen. Cirka 4%av EU:s grönsaksimport kommer från Kina, samt några skadedjur från jordbruket, så att dela erfarenheter och testfaciliteter gör utbytet till ömsesidig nytta.

'Vi utvecklar mer hållbara metoder för att hantera skadedjur, och riktlinjer för att hjälpa jordbrukare att kombinera dem, sade EUCLID -samordnaren, Dr Nicolas Desneux från Franska nationella institutet för jordbruksforskning.

De FN-godkända teknikerna inkluderar besprutning av grödor med naturliga bekämpningsmedel baserade på apelsinolja, eller släppa naturliga rovdjur som rovar på skadedjur. Framgång skulle visa att dagens ledande ekonomier kan föda världen genom hälsosamma och hållbara jordbruksmetoder och EUCLID:s riktlinjer kommer att släppas i slutet av 2018.

Avmaskering

Medan läkemedel och bekämpningsmedel är uppenbara platser att leta efter hormonstörande ämnen, Att avslöja kemikalierna i moderna miljöer kan ofta vara mer utmanande. Dr Lisa Connolly, säger en mattoxinsäkerhetsexpert vid Queen's University Belfast i Storbritannien att deras effekt på det mänskliga hormonsystemet tenderar att vara komplicerad och att symtom ibland uppstår bara årtionden efter exponering, eller till och med i kommande generationer.

"Det är mycket mer komplicerat att upptäcka dessa problem än rent giftiga föreningar, sa Dr Connolly.

Även om alla föreningar som säljs i EU är beprövade och testade under realistiska användarförhållanden, Dr Connolly påpekar att i vardagen kan olika hormonstörande ämnen blandas med varandra. Mindre är känt om effekterna av dessa kombinationer.

Hon hjälper till att utbilda en ny generation forskare i hur man bedömer och förstår den verkliga risken för dessa komplexa blandningar, med syftet att de kan omvandla sina kunskaper och idéer till nya verktyg och tjänster för att skydda hälsan.

'En av de största luckorna i nuvarande förståelse är hur blandningar av hormonstörande effekter påverkar vårt hormonsystem, sa Dr Connolly. Hon varnar också för hur relativt lite man vet om hormonstörande ämnen som härrör från naturliga toxiner. 'Vi vet fortfarande inte om alla typer av hormonstörande medel där ute.'

Som en del av det EU-finansierade PROTECTED-projektet, 15 forskare i tidiga skeden skaffar sig de tvärvetenskapliga färdigheter som behövs för att kombinera resultat från så olika områden som epidemiologi, datormodellering och toxikologi.

"Vi måste utbilda dessa unga forskare med färdigheter från olika forskningsområden så att de kan förstå den bredare komplexiteten hos hormonstörande kemikalier, sa Dr Connolly.

Projektet utbildar forskare att upptäcka potentiellt skadliga kemiska föreningar, identifiera deras effekt på levande celler, förutsäga hur de kommer att bete sig i kroppen med hjälp av datormetoder, och korrelera resultaten med folkhälsoeffekter i befolkningsstudier. Viktigt, kandidaterna lär sig också att knyta ihop all denna information, framför allt för att kommunicera sina resultat till en bredare publik.

Tanken är att bygga tvärvetenskapliga färdigheter och expertis för att hjälpa till att kontrollera riskerna för hormonstörande ämnen i vår omgivning och korrekt informera framtida lagstiftare, slutligen förbättra hälsan.

Problemet

Endokrinstörande kemikalier är redan reglerade genom lagstiftning på områden inklusive konsumentprodukter och livsmedels- och fodersäkerhet.

Det är ett forskningsområde under utveckling och EU finansierar också forskning för att bättre förstå endokrina störningar och för att utveckla de nödvändiga verktygen för bedömning och reglering av dem.

Den har avsatt 52 miljoner EUR under 2018 för forskning om nya test- och screeningmetoder för att identifiera hormonstörande kemikalier.